CN105848951B - 轮内电动机驱动装置 - Google Patents
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Abstract
轮内电动机驱动装置(21)具备保持电动机部(A)、减速部(B)以及车轮用轴承部(C)的外壳(22),电动机部(A)具有:固定于外壳(22)的定子(23a);经由滚动轴承(36、36)旋转自如地支承于外壳(22)的电动机旋转轴(24);以及安装于电动机旋转轴(24)的转子(23b),滚动轴承(36)的向电动机部(A)组装前的径向内部间隙(δ)设定为8μm~25μm。电动机旋转轴(24)经由多个滚动轴承(36a′、36b′)旋转自如地支承于外壳(22),电动机旋转轴(24)与支承该电动机旋转轴(24)的滚动轴承(36a′、36b′)之间的配合为过渡配合或过盈配合。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮内电动机驱动装置。
背景技术
以往的轮内电动机驱动装置例如在下述的专利文献1、专利文献2中有所记载。轮内电动机驱动装置除了需要将装置整体收容于车轮的内部以外,由于其重量、大小对车辆的非簧载质量(行驶性能)、客室空间的大小造成影响,因此需要尽可能地使装置整体轻量、小型化。因此,在专利文献1、专利文献2的轮内电动机驱动装置中,通过在产生驱动力的电动机部、与车轮连接的车轮用轴承部之间设置使电动机部的旋转减速而向车轮用轴承部传递的减速部,从而谋求电动机部、以及装置整体的小型化。上述的电动机部、车轮用轴承部以及减速部保持于外壳,外壳经由未图示的悬架装置(悬架)而安装于车身。
此外,在上述的轮内电动机驱动装置中,为了推进轻量、小型化,并且获得在车轮用轴承部所需的较大地转矩,电动机部采用低转矩且高速旋转型(例如15000min-1左右)的电动机,并且减速部采用小型且可得到高减速比的摆线减速器。
电动机部采用径向间隙电动机,该径向间隙电动机具备:固定于外壳的定子、在定子的内侧隔着径向上的间隙对置配置的转子、以及外周安装有转子且与转子一体旋转的电动机旋转轴。电动机旋转轴形成为中空结构,通过滚动轴承旋转自如地支承于外壳。
应用了摆线减速器的减速部主要包括:具有一对偏心部的减速器输入轴、配置于偏心部的一对曲线板、与曲线板的外周面卡合而使曲线板产生自转运动的多个外周卡合构件、以及将曲线板的自转运动向减速器输出轴传递的多个内销。上述的电动机旋转轴通过花键能够传递转矩地与减速器输入轴连结。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-148725号公报
专利文献2:日本特开2013-148198号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,轮内电动机驱动装置收纳于车轮罩的内部,成为非簧载载荷,因此必须小型轻量化。然而,电动机的输出转矩与电动机的体积成比例,因此若欲通过电动机单体产生车辆的驱动所需的转矩,则需要大型的电动机,重量增大。因此,通过将减速器与电动机组合能够谋求电动机的小型化。若为了采用小型的电动机而增大减速比,则必然需要高速旋转,例如,在使用减速比为11的减速器的情况下,要求15000min-1左右的高速旋转。
搭载了轮内电动机驱动装置的车辆(机动车)的速度在从0km/h到100km/h以上的高速区域的范围变化。因此,在悬架装置周边的共振频率R与n次强迫振动成分、(n+α)次强迫振动成分交叉的点S、S′(参照图15),存在产生可听区域的振动以及车内噪声,对乘员带来不适感的可能性。因此,为了提高搭载了轮内电动机驱动装置的车辆的静肃性(NVH特性),抑制成为全部的振动的起因的转一圈的强迫振动成分非常重要。然而,在以往的轮内电动机驱动装置中,对于以转一圈的强迫振动成分为代表的振动的抑制对策并未充分研究,存在改进的余地。
另外,还要求提高轮内电动机驱动装置的耐久性,提高其可靠性。
鉴于上述的实际情况,本发明的目的在于提供一种小型、轻量、且静肃性以及耐久性优异的轮内电动机驱动装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,着眼于轮内电动机驱动装置中的,特别是电动机部反复进行深入研究,结果发现了如下内容,第一发明基于以下内容。
在轮内电动机驱动装置中,转一圈的强迫振动成分是随着安装有转子的电动机旋转轴(以下,也称作电动机转子)的旋转而产生的振动,并且是每转一圈产生一次的振动成分。因此,认为通过将滚动轴承的运转间隙管理为适当范围,该滚动轴承将电动机转子支承为旋转自如,能够抑制随着电动机转子的旋转而产生的振动,此外在确保滚动轴承的耐久寿命、进而确保电动机部的耐久寿命方面也是有效的。
在此,通过使滚动轴承以将其运转间隙管理为几μm左右的负间隙的状态进行运转,能够提高其声学性能(抑制异响、振动的产生量),另外,有利于确保其耐久寿命。然而,在轮内电动机驱动装置驱动时,电动机转子如上述那样高速旋转,基于这种关系,支承电动机转子的旋转的滚动轴承的温度上升量、构成该滚动轴承的内外圈间的温度差预料以上地增大,已知由于这些温度因素而容易使滚动轴承的运转间隙大幅减小。若在运转间隙大幅减小、负间隙的程度变大的状态下持续使用滚动轴承,则滚动轴承过早烧结,电动机部以及轮内电动机驱动装置过早地不能使用。
因此,本申请发明人反复进行深入研究,其结果是,发现将支承电动机转子的滚动轴承以运转间隙成为几μm左右的正间隙的方式组装于电动机部,能够同时实现滚动轴承、以及轮内电动机驱动装置的静肃性提高(异响、振动的抑制)和耐久寿命的提高,此外,发现为了确保上述范围的运转间隙,只需将向电动机部组装前的径向内部间隙设定为8μm~25μm即可。
即,作为用于实现上述目的的技术手段,第一发明涉及一种轮内电动机驱动装置,其具备具备保持电动机部、减速部以及车轮用轴承部的外壳,电动机部具有:固定于外壳的定子;经由滚动轴承旋转自如地支承于外壳的电动机旋转轴;以及安装于该电动机旋转轴上的转子,减速部具有:通过电动机旋转轴被驱动而旋转的减速器输入轴;以及将减速后的减速器输入轴的旋转向车轮用轴承部传递的减速器输出轴,所述轮内电动机驱动装置的特征在于,滚动轴承的组装前的径向内部间隙为8μm~25μm。
如上述那样,若支承电动机旋转轴的滚动轴承的组装前(向电动机部组装前)的径向内部间隙为8μm以上,则即便运转时的温度上升量(运转时的各构件的热膨胀量),滚动轴承的运转间隙也不会成为负间隙,运转间隙始终为正间隙,因此能够确保所希望的耐久寿命。另外,若组装前的径向内部间隙为25μm以下,则能够防止运转间隙过度增大,将运转间隙维持为适当范围内。因此,除了能够有效地抑制随着电动机转子的振摆而造成的转一圈的强迫振动成分的产生,还能够抑制电动机转子的轴向上的移动量,尽可能地防止随着电动机转子的轴向移动而造成的异响、振动的产生。因此,根据第一发明,通过确保支承电动机旋转轴的滚动轴承的耐久性、防止电动机旋转轴的振摆等,能够实现耐久性以及静肃性优异的轮内电动机驱动装置。
若上述的滚动轴承上施加有轴向上的预压,则能够根据预压量而容易地将运转间隙维持在适当范围内,因此能够更加有效地抑制因电动机旋转轴(电动机转子)的振摆等导致的振动的产生。另外,电动机旋转轴驱动减速器输入轴而使其旋转(电动机旋转轴与减速器输入轴通过花键嵌合等以能够传递转矩的方式连结),因此当随着电动机旋转轴旋转而在电动机旋转轴产生振动时,在电动机旋转轴与减速器输入轴的连结部(花键嵌合部)也产生随着齿面彼此的滑动接触而形成的振动,若在滚动轴承上施加有轴向上的预压,则能够尽可能地防止产生上述二轴的连结部的振动。
若轴向上的预压通过能够在轴向上弹性变形的弹性构件来施加,则能够将上述的轴向上的预压形成为所谓的定压预压。对于定压预压而言,例如在电动机旋转轴与保持滚动轴承的构件的材质不同从而两者的热膨胀量存在差异的情况下,预压量也不会变化,因此,能够可靠地将滚动轴承的运转间隙维持在适当范围内,故而优选。需要说明的是,作为可采用的弹性构件,可以列举例如螺旋弹簧、波形弹簧、板簧等。
作为构成上述的滚动轴承的滚动体,优选采用陶瓷滚珠。这是由于:与金属制的滚珠相比,陶瓷滚珠的重量较轻,因此能够有效地抑制随着高速旋转而产生的摩擦力矩(发热量)的增大,并且在谋求滚动轴承以及轮内电动机驱动装置的轻量化方面较为有利。另外,通过采用陶瓷滚珠作为滚动体,从而对于在轮内电动机驱动装置这种电气设备所使用的滚动轴承中成为问题的因磁场造成的损伤类型的耐性得到提高。
另外,作为构成上述的滚动轴承的保持器,优选采用树脂制的保持器。由此,能够使滚动轴承以及轮内电动机驱动装置进一步轻量化。
若设置有向电动机部供给润滑油的润滑机构,则能够包括上述的滚动轴承在内对电动机部的各个部位适当地进行润滑、冷却。
在以上的结构中,减速部能够采用如下结构,具备:减速器输入轴;旋转自如地保持于该减速器输入轴的偏心部的公转构件,所述公转构件随着减速器输入轴的旋转而以减速器输入轴的旋转轴心为中心进行公转运动;与该公转构件的外周部卡合而使公转构件产生自转运动的外周卡合构件;以及将公转构件的自转运动转换为以减速器输入轴的旋转轴心为中心的旋转运动并向减速器输出轴传递的运动转换机构。
另外,从各种观点对安装有轮内电动机驱动装置的转子的电动机旋转轴进行研究,发现了如下内容,第二发明基于如下内容。
(1)振动分析
安装有转子的电动机旋转轴(以下,也称作电动机转子。)的转一圈的强迫振动成分是随着电动机转子的旋转而产生的振动,并且是每转一圈产生一次的振动成分。若处于电动机转子的形状中心与惯性中心不一致的状态,则由于通过电动机转子的不平衡量与转数确定的离心力而产生该振动,极力缩小不平衡量是抑制振动的有效手段。
另外,即便在电动机转子的形状中心与惯性中心一致,并且极力抑制了不平衡量的电动机转子中,也在电动机旋转轴与支承该电动机旋转轴的滚动轴承之间存在间隙的情况下,电动机转子发生振摆,会成为振动的重要因素。而且,在电动机转子的重量较大的情况下,振摆对振动造成的影响进一步增大。
特别是,已知在成为非簧载质量的轮内电动机驱动装置中,在电动机转子的重量较大的情况下,电动机旋转轴与滚动轴承之间的配合间隙对振动造成的影响较大,振动敏感,并且预料之外地难以实现振动的衰减。并且,已知抑制振摆能够很大程度地有助于搭载轮内电动机驱动装置的车辆的静肃性。
(2)电动机旋转轴与滚动轴承之间的配合
为了抑制振摆,着眼于消除电动机旋转轴与滚动轴承之间的配合间隙,已知将电动机旋转轴与滚动轴承之间的配合设为过渡配合或过盈配合是有效的。过盈配合是指电动机旋转轴的轴径始终比滚动轴承的内径大的关系,间隙配合与之相反是指电动机旋转轴的轴径始终比滚动轴承的内径小的关系。过渡配合是指可能处于间隙配合至过盈配合中的任一种的配合。在此,对于过渡配合,作为轴相对于径向轴承的公差设为21μm~2μm的过盈量,对于过盈配合,作为轴相对于径向轴承的公差设为45μm~22μm的过盈量,对于间隙配合,作为轴相对于径向轴承的公差设为0μm~43μm的间隙。
(3)外壳与滚动轴承之间的配合
即便消除电动机旋转轴与滚动轴承间的配合间隙,在滚动轴承与外壳之间存在间隙的情况下,电动机旋转轴仍会发生振摆。在考虑轴承的组装的情况下,将轴承的内圈以及外圈双方均设为过盈配合,在组装时轴承的滚动体会损伤轨道面,不利于轴承的寿命以及振动。因此,在将电动机旋转轴与轴承内圈之间设为过渡配合或过盈配合的情况下,优选轴承外圈与外壳之间为间隙配合。在该情况下,已知需要抑制振摆的对策。
(4)轴承内部间隙
在滚动轴承中存在轴承内部间隙。轴承内部间隙由于内外圈的温度差通常较小,从轴承寿命的观点出发,选定为运转间隙比初始间隙稍大。然而,该轴承内部间隙成为电动机转子的振摆重要因素之一。在成为非簧载质量的轮内电动机驱动装置中,已知还对该振摆产生较大影响。
(5)电动机旋转轴与减速器输入轴之间的花键嵌合部
为了传递转矩,电动机旋转轴与减速器输入轴通过花键嵌合连结,已知抑制因电动机旋转轴与减速器输入轴之间产生的直线重合度误差、啮合时的打齿产生的振动等动作是有效的。
作为用于实现上述目的的技术手段,第二发明涉及一种轮内电动机驱动装置,其具备电动机部、减速部、车轮用轴承部以及外壳,所述电动机部包括:固定于所述外壳的定子;经由多个滚动轴承旋转自如地支承于所述外壳的电动机旋转轴;以及安装于该电动机旋转轴上的转子,所述电动机部的电动机旋转轴驱动所述减速部的减速器输入轴旋转,使该减速器输入轴的旋转减速而向减速器输出轴传递,所述车轮用轴承部与所述减速器输出轴连结,所述轮内电动机驱动装置的特征在于,所述电动机旋转轴经由多个滚动轴承而旋转自如地支承于所述外壳,所述电动机旋转轴与支承所述电动机旋转轴的滚动轴承之间的配合为过渡配合或过盈配合。根据该机构,能够实现如下的轮内电动机驱动装置,其将转一圈的强迫振动成分抑制为能够采用低转矩且高速旋转型的电动机的程度,并且实现小型、轻量,静肃性优异,并且提高了耐久性。
优选上述的滚动轴承与外壳之间的配合为间隙配合。由此,在组装时滚动轴承的滚动体不会损伤轨道面,能够避免轴承的寿命缩短。
优选在上述的滚动轴承上施加有轴向上的定压预压。由此,能够消除轴承内部间隙,抑制电动机旋转轴的振摆的一个因素。在定压预压的情况下,不易受到因热膨胀差产生的轴向位移的变动的影响,因此能够抑制预压的变化,适于轮内电动机驱动装置。
优选为,经由一对滚动轴承而对上述的电动机旋转轴进行双支承,该滚动轴承的任一方通过使固定于外壳的按压构件的侧面与轴承外圈的端面抵接而被固定。滚动轴承与外壳之间的配合为间隙配合,但由于轴承外圈的端面被按压,因此能够抑制电动机旋转轴与减速器输入轴之间产生的直线重合度误差、因花键嵌合部的啮合的打齿形成的振动等动作。
通过将被上述的按压构件固定的滚动轴承作为支承电动机旋转轴的减速部侧端部的轴承,从而能够有效地抑制电动机旋转轴与减速器输入轴之间产生的直线重合度误差、因花键嵌合部的啮合的打齿形成的振动等的动作。
通过上述的按压构件为中空圆板,从而能够通过改变圆板的板厚而容易地改变按压力,还能够容易地应对按压部的形状变更。
通过利用中空圆板的基部和从该基部向内径侧突出的多个抵接部构成上述的按压构件,从而除上述的圆板带来的优点以外,多个突出部向外圈端面的随动性良好,施加稳定的按压力。
优选上述的按压构件的板厚为0.5mm~5mm。在板厚为0.5mm以下的情况下,按压力较小,轴承的保持力变小,故而不优选,另一方面,在板厚为5mm以上的情况下,无法实现对于轮内电动机驱动装置的结构要求即轴向的缩短化,故而不优选。
发明效果
以上,根据第一发明以及第二发明,能够实现轻量、小型、并且静肃性以及耐久性优异的轮内电动机驱动装置。
附图说明
图1是示出第一发明的一实施方式的轮内电动机驱动装置的图。
图2是图1的O-O线向视剖视图。
图3是示出作用于图1的曲线板的载荷的说明图。
图4是图1的旋转泵的横剖视图。
图5是支承电动机旋转轴的滚动轴承的概要剖视图。
图6是波形弹簧的纵剖视图。
图7是示出第二发明的一实施方式的轮内电动机驱动装置的图。
图8是图7的O-O处的横剖视图。
图9是示出作用于图7的曲线板的载荷的说明图。
图10是图7的旋转泵的横剖视图。
图11a是将电动机旋转轴的减速部侧部分放大后的局部纵剖视图。
图11b是在图11a的P-P线处向视观察时的按压构件的主视图。
图12是将安装有转子的电动机旋转轴放大后的纵剖视图。
图13是波形弹簧的纵剖视图。
图14是示出按压构件的变形例的主视图。
图15是示出共振频率与强迫振动成分的关系的说明图。
图16是电动机动车的概要俯视图。
图17是从后方观察图16的电动机动车时的概要剖视图。
具体实施方式
根据图16以及图17对安装有轮内电动机驱动装置的电动机动车11的概要进行说明。如图16所示,电动机动车11具备:底盘12、作为转向轮而发挥功能的一对前轮13、作为驱动轮而发挥功能的一对后轮14、以及分别驱动左右的后轮14的轮内电动机驱动装置21。如图17所示,后轮14收容于底盘12的车轮罩12a的内部,经由悬架装置(悬架)12b而固定于底盘12的下部。
悬架装置12b通过左右延伸的悬架臂支承后轮14,并且通过包括螺旋弹簧与减震器的支承件,吸收后轮14从地面受到的振动从而抑制底盘12的振动。并且,在左右的悬架臂的连结部分设置有抑制转弯时等的车身的倾斜的稳定器。为了提高对于路面的凹凸的随动性,将后轮14的驱动力高效地向路面传递,悬架装置12b优选采用能够使左右的车轮独立地上下运动的独立悬架式。
在该电动机动车11中,在左右的车轮罩12a的内部设置有分别驱动左右的后轮14而使它们旋转的轮内电动机驱动装置21,从而无需在底盘12上设置电动机、驱动轴以及差动齿轮机构等。因此,具备能够将客室空间确保为较大并且能够分别控制左右的后轮14的旋转的优点。
为了提高电动机动车11的行驶稳定性以及NVH特性,需要抑制非簧载质量。另外,为了扩大电动机动车11的客室空间,要求使轮内电动机驱动装置21小型化。因此,如图1所示,采用第一发明以及第二发明的实施方式的轮内电动机驱动装置21。
根据图1~图6对第一发明的一实施方式的轮内电动机驱动装置21进行说明。在对本实施方式的轮内电动机驱动装置的特征结构进行说明之前,对整体结构进行说明。如图1所示,轮内电动机驱动装置21具备:产生驱动力的电动机部A、使电动机部A的旋转减速而输出的减速部B、以及将来自减速部B的输出向后轮14传递的车轮用轴承部C,它们保持于外壳22。另外,详细内容后述,该轮内电动机驱动装置21具有向电动机部A以及减速部B的各个部位供给润滑油的润滑机构。电动机部A与减速部B在收纳于外壳22的状态下安装于电气机动车11的车轮罩12a(参照图17)内。本实施方式的外壳22通过螺栓将收纳电动机部A的部分与收纳减速部B的部分紧固结合而成,若取下螺栓,则两部分能够分割(分离)。在本说明书以及技术方案中,外壳22是指收纳电动机部A的外壳部分与收纳减速部B的外壳部分这双方。
电动机部A是径向间隙电动机,包括:固定于外壳22的定子23a、在定子23a的内侧隔着径向上的间隙对置配置的转子23b、以及中空结构且将转子23b安装于外周的电动机旋转轴24。
电动机旋转轴24通过分别配置在其轴向一侧(图1的右侧,以下也称作“内盘侧”)以及另一侧(图1的左侧,以下也称作“外盘侧”)的端部的滚动轴承36、36而被支承为相对于外壳22旋转自如。滚动轴承36是所谓的深沟球轴承,如图5示出的概要结构那样,具备:嵌合固定在外壳22(内盘侧的滚动轴承36,严格地说为罩71)的内径面的外圈36a;嵌合固定在电动机旋转轴24的外径面的内圈36b;配置在外圈36a与内圈36b之间的多个滚珠36c;以及将多个滚珠36c保持为在周向上分离的状态的保持器(未图示)。
电动机旋转轴24例如由SCM415、SCM420等表面硬化钢构成,具有通过实施渗碳淬火回火而形成的硬化层。省略详细的图示,硬化层形成在电动机旋转轴24中的、至少供转子23b、滚动轴承36的内圈36b嵌合固定的部位。由此,尽可能地防止随着转子23b、滚动轴承36的组装而产生的电动机旋转轴24的变形、磨损、损伤等。需要说明的是,电动机旋转轴24中的、形成有硬化层的部分的硬度为HRC62~66.5左右,芯部的硬度为HRC29~38左右。这样,电动机旋转轴24的芯部具有韧性,因此能够耐受高速旋转时的变形。
减速部B具有:被电动机旋转轴24驱动而旋转的减速器输入轴25、以及使减速器输入轴25的旋转减速后向车轮用轴承部C传递的减速器输出轴28。减速器输入轴25的轴向大致中央部以及外盘侧的端部分别被滚动轴承37a、37b支承为相对于减速器输出轴28旋转自如。减速器输入轴25具有偏心部25a、25b。为了相互抵消因偏心运动产生的离心力,两个偏心部25a、25b以使相位偏差180°的方式设置。
电动机旋转轴24与减速器输入轴25通过花键(包括锯齿。以下相同。)嵌合而连结,将电动机部A的驱动力向减速部B传递。电动机旋转轴24与减速器输入轴25的连结部(花键嵌合部)构成为,即使减速器输入轴25一定程度地倾斜,也抑制对电动机旋转轴24的影响。
减速部B还具备:作为公转构件的曲线板26a、26b,其旋转自如地保持于减速器输入轴25的偏心部25a、25b;作为外周卡合构件的多个外销27,其与曲线板26a、26b的外周部卡合;运动转换机构,其将曲线板26a、26b的自转运动转换为减速器输出轴28的旋转运动;以及平衡重29、29,其相邻配置在偏心部25a、25b的轴向外侧。
减速器输出轴28具有凸缘部28a与轴部28b。在凸缘部28a的端面,在以减速器输出轴28的旋转轴心为中心的圆周上等间隔地形成有固定内销31的孔。另外,轴部28b通过花键嵌合连结于车轮用轴承部C的轮毂32,将减速部B的输出向车轮14(图16、17参照)传递。
如图2所示,曲线板26a在其外周部具有由圆外次摆线等次摆线系曲线构成的多个波形。另外,曲线板26a具有在其两端面开口的轴向上的贯通孔30a、30b。贯通孔30a在以曲线板26a的自转轴心为中心的圆周上等间隔地设置有多个,且每个贯通孔30a收容一个后述的内销31。贯通孔30b设置于曲线板26a的中心,并与减速器输入轴25的偏心部25a嵌合。
曲线板26a通过滚动轴承41而被支承为相对于偏心部25a旋转自如。滚动轴承41是圆柱滚子轴承,具备:在外径面具有内侧轨道面42a且与偏心部25a的外径面嵌合的内圈42;直接形成于曲线板26a的贯通孔30b的内径面的外侧轨道面43;配置在内侧轨道面42a与外侧轨道面43之间的多个圆柱滚子44;以及保持圆柱滚子44的保持器(未图示)。内圈42具有从内侧轨道面42a的轴向两端部向径向外侧突出的凸缘部42b。在本实施方式的滚动轴承41中,在独立于偏心部25a而设置的内圈42上形成有内侧轨道面42a,但也可以直接在偏心部25a的外径面上形成内侧轨道面从而省略内圈42。省略详细的图示以及说明,曲线板26b具有与曲线板26a相同的结构,通过具有与支承曲线板26a的滚动轴承41相同的结构的滚动轴承而被支承为相对于偏心部25b旋转自如。
如图2所示,外销27在以减速器输入轴25的旋转轴心为中心的圆周上等间隔地设置。当曲线板26a、26b公转运动时,形成于曲线板26a、26b的外周部的曲线形状的波形与外销27在周向上卡合,从而使曲线板26a、26b产生自转运动。如图1所示,各外销27经由配置在其内盘侧以及外盘侧的端部的滚动轴承(滚针轴承)61、以及将滚针轴承61保持在内周的外销罩60而旋转自如地支承于外壳22。根据该结构,外销27与曲线板26a、26b之间的接触阻力减小。
省略详细的图示,外销罩60通过具有弹性支承功能的止转机构(未图示)以浮动状态支承于外壳22。其原因在于,吸收车辆的转弯、急加速减速等产生的较大的径向载荷、力矩载荷,防止将曲线板26a、26b的自转运动转换为减速器输出轴28的旋转运动的运动转换机构的构成部件(曲线板26a、26b、外销27等)的破损。
平衡重29呈大致扇形状,具有与减速器输入轴25嵌合的贯通孔,为了消除因曲线板26a、26b的旋转而产生的不平衡惯性力偶,在轴向上与各偏心部25a、25b相邻的位置与偏心部25a、25b改变180°相位地配置。
如图1所示,运动转换机构包括:保持于减速器输出轴28的多个内销31和设置于曲线板26a、26b的贯通孔30a。如图2所示,内销31在以减速器输出轴28的旋转轴心为中心的圆周上等间隔地设置,其外盘侧的端部固定于减速器输出轴28。减速器输出轴28与减速器输入轴25配置在同轴上,因此将曲线板26a、26b的自转运动转换为以减速器输入轴25的旋转轴心为中心的旋转运动并向减速器输出轴28传递。另外,为了减小与曲线板26a、26b的摩擦阻力,在曲线板26a、26b的贯通孔30a的内周设置有滚针轴承31a。
在减速部B上设置有稳定器31b。稳定器31b包括圆环形状的圆环部31c以及从圆环部31c的内径面沿轴向延伸的圆筒部31d,各内销31的内盘侧的端部固定于圆环部31c。由此,从曲线板26a、26b向一部分的内销31施加的载荷经由稳定器31b被所有的内销31支承,因此能够减小作用于内销31的应力,从而提高耐久性。
如图2所示,贯通孔30a设置在与多个内销31分别对应的位置,贯通孔30a的内径尺寸设定为比内销31的外径尺寸(是指“包括滚针轴承31a的最大外径”。以下相同。)大规定尺寸。
在此,根据图3对电动机部A驱动时作用于曲线板26a、26b的载荷的状态进行说明。
设置于减速器输入轴25的偏心部25a的轴心O2从减速器输入轴25的轴心O偏心了偏心量e。在偏心部25a的外周安装有曲线板26a,偏心部25a将曲线板26a支承为旋转自如,因此轴心O2也为曲线板26a的轴心。曲线板26a的外周部由波形曲线形成,在周向上等间隔地具有在径向上凹陷的凹部34。在曲线板26a的周围,以轴心O为中心在周向上配设有多个与凹部34卡合的外销27。
在图3中,当减速器输入轴25在纸面上绕逆时针方向旋转时,偏心部25a进行以轴心O为中心的公转运动,因此曲线板26a的凹部34与外销27沿周向依次抵接。其结果是,曲线板26a从多个外销27受到用图中箭头所示的载荷Fi,沿顺时针方向自转。
另外,在曲线板26a上以轴心O2为中心而在周向上配设有多个贯通孔30a。与减速器输出轴28结合的内销31穿过各贯通孔30a,该减速器输出轴28与轴心O同轴地配置。贯通孔30a的内径比内销31的外径大规定尺寸,因此内销31不会成为曲线板26a的公转运动的障碍,内销31提取曲线板26a的自转运动而使减速器输出轴28旋转。此时,与减速器输入轴25相比,减速器输出轴28成为高转矩且低转数,曲线板26a从多个内销31受到如图中所示的载荷Fj。上述多个载荷Fi、Fj的合力Fs施加于减速器输入轴25。
合力Fs的方向根据曲线板26a的波形形状、凹部34的数量等几何学的条件、离心力的影响而变化。具体而言,同连结自转轴心O2与轴心O的直线Y成直角且通过自转轴心O2的基准线X与合力Fs所成的角度α大致在30°~60°内变动。上述的多个载荷Fi、Fj在减速器输入轴25转一圈的期间,载荷的方向、大小发生变化,其结果是,作用于减速器输入轴25的合力Fs的载荷的方向、大小也发生变动。并且,当减速器输入轴25转一圈时,曲线板26a的波形的凹部34被减速向顺时针方向旋转一个间距,成为图3的状态,重复上述情况。
如图1所示,车轮用轴承部C具备与减速器输出轴28连结的轮毂32、以及将轮毂32支承为相对于外壳22旋转自如的车轮用轴承33。轮毂32具有圆筒状的中空部32a和凸缘部32b。在凸缘部32b上通过螺栓32c连接固定有后轮14(参照图16、17)。减速器输出轴28的轴部28b与轮毂32的中空部32a通过花键嵌合而连结,由此,减速器输出轴28的输出传递至轮毂32。
车轮用轴承33是多列角接触球轴承,且具备:内侧构件,其具有直接形成于轮毂32的外径面的内侧轨道面33f以及与外径面的小径台阶部嵌合的内圈33a;外圈33b,其嵌合固定于壳体22的内径面;多个滚动体(滚珠)33c,它们配置在内侧构件与外圈33b之间;保持器33d,其将滚珠33c保持为在周上分离的状态;以及密封构件33e,其对车轮用轴承33的轴向两端部进行密封。
接下来,对润滑机构进行说明。润滑机构向冷却电动机部A以及减速部B的各个部位供给润滑油。如图1所示,该润滑机构主要包括:设置于电动机旋转轴24的润滑油路24a以及润滑油供给口24b;设置于减速器输入轴25的润滑油路25c以及润滑油供给口25d、25e、25f;设置于稳定器31b的润滑油路31e;设置于内销31的润滑油路31f;设置于外壳22的润滑油排出口22b、润滑油存积部22d、润滑油路22e及润滑油路45(45a~45c);以及旋转泵51。在图1中示出的空心箭头表示润滑油的流动方向。
润滑油路24a在电动机旋转轴24的内部沿轴向延伸,在减速器输入轴25的内部沿轴向延伸的润滑油路25c与该润滑油路24a连接。润滑油供给口25d、25e从润滑油路25c朝向减速器输入轴25的外径面沿径向延伸,润滑油供给口25f从润滑油路25c朝向减速器输入轴25的外端面沿轴向延伸。
设置于外壳22的润滑油排出口22b将减速部B内部的润滑油排出,设置在减速部B的位置处的外壳22的至少一个部位。润滑油排出口22b与电动机旋转轴24的润滑油路24a经由润滑油存积部22d、润滑油路22e以及润滑油路45而连接。因此,从润滑油排出口22b排出的润滑油经由润滑油路22e、循环油路45等而向电动机旋转轴24的润滑油路24a回流。需要说明的是,设置在润滑油排出口22b与循环油路22e之间的润滑油存积部22d具有暂时存积润滑油的功能。
如图1所示,设置于外壳22的循环油路45包括:在外壳22的内部沿着轴向延伸的轴向油路45a;与轴向油路45a的内盘侧的端部连接且沿着径向延伸的径向油路45c;以及与轴向油路45a的外盘侧的端部连接且沿着径向延伸的径向油路45b。径向油路45b将从旋转泵51压送的润滑油向轴向油路45a供给,供给至轴向油路45a的润滑油经由径向油路45c向电动机旋转轴24的润滑油路24a、以及减速器输入轴25的润滑油路25c供给。
旋转泵51设置在与润滑油存积部22d的下游侧连接的润滑油路22e和循环油路45之间,使润滑油强制循环。通过将旋转泵51配置在外壳22内,能够防止作为轮内电动机驱动装置21整体的大型化。
如图4所示,旋转泵51是摆线泵,具备:利用减速器输出轴28的旋转而进行旋转的内转子52;随着内转子52的旋转而进行从动旋转的外转子53;设置在两转子52、53之间的空间的泵室54;与润滑油路22e连通的吸入口55;以及与循环油路45的径向油路45b连通的排出口56。
内转子52以旋转中心c1为中心而旋转,另一方面,外转子53以与内转子52的旋转中心c1不同的旋转中心c2为中心而旋转。这样,内转子52以及外转子53分别以不同的旋转中心c1、c2为中心而旋转,因此泵室54的容积连续地变化。由此,从吸入口55流入泵室54的润滑油从排出口56向径向油路45b压送。
润滑机构主要具有以上的结构,通过如下述那样向电动机部A以及减速部B的各个部位供给润滑油,从而对电动机部A以及减速部B的各个部位进行润滑、冷却。
首先,润滑油向电动机部A中的转子23b以及定子23a的供给主要通过经由外壳22的循环油路45供给至电动机旋转轴24的润滑油路24a的润滑油的一部分受到随着电动机旋转轴24的旋转而产生的离心力的影响从润滑油供给口24b排出来进行。即,从润滑油供给口24b排出的润滑油供给至转子23b,之后,供给至定子23a。另外,支承电动机旋转轴24的内盘侧的端部的滚动轴承36主要通过在循环油路45中流动的润滑油的一部分从外壳22与电动机旋转轴24之间渗出而被润滑。此外,支承电动机旋转轴24的外盘侧的端部的滚动轴承36主要通过从旋转泵51与外壳22之间渗出的润滑油而被润滑。
接下来,经由电动机旋转轴24的润滑油路24a流入减速器输入轴25的润滑油路25c的润滑油受到随着减速器输入轴25的旋转产生的离心力以及压力的影响从润滑油供给口25d、25e、25f向减速部B排出,之后,以如下方式流动。
从润滑油供给口25e、25f排出的润滑油由于离心力的作用而供给至支承减速器输入轴25的滚动轴承37a、37b。此外,从润滑油供给口25e流出的润滑油被向稳定器31b内的润滑油路31e引导而到达内销31内的润滑油路31f,从该润滑油路31f向内销31的滚动轴承(滚针轴承)31a供给。此外,由于离心力,一边对曲线板26a、26b与内销31的抵接部分、曲线板26a、26b与外销27的抵接部分、支承外销27的滚动轴承61、以及支承减速器输出轴28的滚动轴承46等进行润滑一边向径向外侧移动。
另一方面,从润滑油供给口25d排出的润滑油供给至支承曲线板26a、26b的滚动轴承41(参照图2)。此外,与从润滑油供给口25e、25f排出的润滑油同样地,由于离心力,一边对曲线板26a、26b与内销31的抵接部分、曲线板26a、26b与外销27的抵接部分等进行润滑一边向径向外侧移动。
通过以上这样的润滑油的流动,对减速部B内的各个部位进行润滑。并且,到达外壳22的内壁面的润滑油从润滑油排出口22b排出而存积于润滑油存积部22d。这样,由于在润滑油排出口22b与连接于旋转泵51的润滑油路22e之间设置有润滑油存积部22d,因此特别是即便在高速旋转时等暂时产生未被旋转泵51排尽的润滑油,也能够将该润滑油存积于润滑油存积部22d。其结果是,能够防止减速部B的各个部位的发热、转矩损失的增加。另一方面,特别是低速旋转时等,到达润滑油排出口22b的润滑油量减少,但在这样的情况下,能够使存积于润滑油存积部22d的润滑油回流至润滑油路24a、25c,因此能够稳定地向电动机部A以及减速部B供给润滑油。
需要说明的是,减速部B内部的润滑油因离心力和重力而向下侧移动。由此,优选为,该轮内电动机驱动装置21以润滑油存积部22d位于轮内电动机驱动装置21的下部的方式安装于电动机动车11。
轮内电动机驱动装置21的整体结构如上所述,本实施方式的轮内电动机驱动装置21具有以下所示的特征结构。
首先,在电动机部A中,将电动机旋转轴24支承为相对于外壳22旋转自如的滚动轴承(深沟球轴承)36、36在组装前的径向内部间隙δ(参照图5)设定为8μm~25μm的情况下,组装于电动机部A的外壳22。这样,若滚动轴承36的组装前的径向内部间隙δ为8μm以上,则即便考虑运转时的温度上升量,滚动轴承36的运转间隙也不会成为负间隙,运转间隙始终为正间隙。另外,若组装前的径向内部间隙δ为25μm以下,则能够防止运转间隙过度增大的情况。因此,若采用上述结构,则能够将滚动轴承36、36的运转间隙在正间隙的范围内维持为适当的值,因此滚动轴承36能够确保所希望的耐久寿命,并且能够有效地抑制随着安装有转子23b的电动机旋转轴24的振摆而造成的转一圈的强迫振动成分的产生。此外,能够抑制电动机旋转轴24的轴向上的移动量,能够尽可能地防止随着电动机旋转轴24的轴向移动而造成的异响、振动的产生。
在此,对组装前的径向内部间隙δ进行详细说明。该径向内部间隙δ是指,如图5所示,在将滚动轴承(深沟球轴承)36组装于电动机旋转轴24或者外壳22之前的状态下,将外圈36a或者内圈36b的任一方固定,使另一方在径向方向上移动时的移动量。换句话说,是指在使滚珠36c与外圈36a的外侧轨道面抵接的状态下形成在内圈36b的内侧轨道面与滚珠36c之间的间隙,或者在使滚珠36c与内圈36b的内侧轨道面抵接的状态下形成在外圈36a的外侧轨道面与滚珠36c之间的间隙。图5示意性地示出后者的状况。
此外,在本实施方式中,对滚动轴承36、36预先施加轴向上的载荷(预压)。在这种情况下,若施加适当的预压量,则易于将滚动轴承36的运转间隙维持在适当范围内,因此能够更加有效地抑制因电动机转子的振摆等造成的振动的产生。另外,电动机旋转轴24与减速器输入轴25通过花键嵌合连结为能够传递转矩,因此当随着电动机旋转轴24的旋转而在电动机旋转轴24产生振动时,在电动机旋转轴24与减速器输入轴25的连结部(花键嵌合部)也存在产生伴随于齿面彼此的滑动接触等造成的振动的可能性,但若对滚动轴承36、36施加轴向上的预压,则能够尽可能地防止产生上述二轴24、25的连结部的振动。
施加预压的方法大致分为定位置预压与定压预压。例如,机械式地进行定位的方法属于定位置预压,使用螺旋弹簧、波形弹簧、板簧等能够沿轴向弹性变形的弹性构件的方法属于定压预压。在电动机旋转轴24的材质与外壳22的材质不同的情况下,若采用机械式地进行定位的方法,则存在因电动机旋转轴24与外壳22的热膨胀差,而使预压量、即滚动轴承36的运转间隙大幅变化的可能性,并不优选。因此,在本实施方式中,采用不易受到因热膨胀差而产生的轴向位移的变动的影响的定压预压。定压预压能够通过使用上述这种弹性构件来实现,在本实施方式中,使用图6中放大示出的波形弹簧70。另外,定压预压优选为一般的预压量,在将供滚动轴承36的内圈36b外嵌的电动机旋转轴24的轴径设为d的情况下,将预压量设定在4d~10d〔N〕的范围。
图6是波形弹簧70的纵剖视图。该波形弹簧70通过将板簧卷绕成螺旋状而形成,在轴向的中央部具有弯曲成波纹状的弹簧部70a,在轴向的两端部具有平坦的座面70b。如图1所示,通过将该波形弹簧70以压缩状态夹设于外壳22(中心塞73)与内盘侧的滚动轴承36之间,从而对滚动轴承36、36施加轴向上的预压(定压预压)。
在此,参照图1,对使用波形弹簧70的一对滚动轴承36、36施加轴向上的定压预压的方法进行说明。定压预压在电动机部A的组装结束的同时施加,因此,以下,对电动机部A的组装顺序的概要进行说明。需要说明的是,电动机部A的组装在使减速部B的外壳22与电动机部A的外壳22分离的状态下进行。
首先,将定子23a固定于罩71被取下的状态的电动机部A的外壳22的内周,然后将外盘侧(图1中为左侧)的滚动轴承36组装于外壳22。接下来,将安装有转子23b以及旋转传感器72的转子72a的电动机旋转轴24插入外壳22的内周,将电动机旋转轴24的外盘侧的端部固定于滚动轴承36的内圈36b的内径,该滚动轴承36预先组装于外壳22。接下来,将安装有旋转传感器72的罩71组装于外壳22,将内盘侧的滚动轴承36组装在罩71的内径面与电动机旋转轴24的外径面之间。
然后,当将安装有波形弹簧70的中心塞73固定于罩71时,电动机部A的组装结束。此时,波形弹簧70的弹簧部70a在滚动轴承36的外圈36a与中心塞73之间沿轴向压缩变形,因此通过弹簧部70a的弹性恢复力将内盘侧的滚动轴承36的外圈36a向外盘侧按压。由此,对支承电动机旋转轴24的一对滚动轴承36、36施加轴向上的预压(定压预压)。因此,若选择使用具备适当的弹性恢复力的波形弹簧70,则能够将支承电动机旋转轴24的滚动轴承36、36的运转间隙维持、管理在适当范围,能够抑制电动机旋转轴24的振摆。
在考虑电动机部A的组装性的情况下,如本实施方式那样将波形弹簧70配置在内盘侧,在电动机部A的组装的最终阶段施加预压的组装顺序的情况下,在确认电动机旋转轴24的动作方面优选。其原因在于,在将波形弹簧70配置在外盘侧(图1的左侧)的情况下,在组装电动机部A时波形弹簧70被转子23b遮挡,难以确认波形弹簧70是否以规定方式配置(是否适当地施加了预压)。
另外,在本实施方式中,采用陶瓷滚珠作为构成滚动轴承36的滚珠36c。与金属制的滚珠相比,陶瓷滚珠的重量较轻,因此除了能够有效地抑制随着电动机旋转轴24的高速旋转而产生的摩擦力矩(发热量)的增大以外,在谋求滚动轴承36、以及轮内电动机驱动装置21的轻量化方面也是有利的。另外,通过采用陶瓷滚珠,从而对于在电动机部A(轮内电动机驱动装置21)这种电气设备所使用的滚动轴承36中成为问题的因磁场造成的损伤类型的耐性得到提高。
此外,采用树脂制的保持器作为构成滚动轴承36的保持器。由此,能够使滚动轴承36、以及轮内电动机驱动装置21进一步轻量化。需要说明的是,在轮内电动机驱动装置21驱动时,如上述那样,电动机旋转轴24以15000min-1的程度高速旋转,基于这种关系,滚动轴承36的构成构件也大幅升温。因此,作为构成滚动轴承36的树脂保持器,优选选择使用由以耐热性优异的树脂为主要成分的树脂材料制成的保持器,具体地说,优选采用以聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)等为主要成分的材料。在以上例示的树脂中,以聚酰胺46(PA46)、聚酰胺66(PA66)等为代表的聚酰胺(PA)价格便宜并且具备较高的耐热性,因此特别优选。
当然,作为滚动轴承36的保持器,也可以代替树脂保持器而采用金属制的保持器(例如,铁制的保持器)。
接下来,根据图7~图13对第二发明的一实施方式的轮内电动机驱动装置21进行说明。图7是轮内电动机驱动装置21的概要纵剖视图,图8是图7的O-O处的横剖视图,图9是示出作用于曲线板的载荷的说明图,图10是旋转泵的横剖视图,图11a是将电动机旋转轴的减速部侧部分放大后的局部纵剖视图,图11b是在图11a的P-P线向视观察时的按压构件的主视图,图12是将安装有转子的电动机旋转轴放大后的纵剖视图,图13是波形弹簧的纵剖视图。在对本实施方式的轮内电动机驱动装置的特征结构进行说明之前对整体结构进行说明。
如图7所示,轮内电动机驱动装置21具备:产生驱动力的电动机部A;使电动机部A的旋转减速而输出的减速部B;以及将来自减速部B的输出向驱动轮14(参照图17)传递的车轮用轴承部C,电动机部A与减速部B收纳于壳体22,并且如图17所示安装于电动机动车11的车轮罩12a内。在本实施方式中,外壳22采用能够分割为电动机部A与减速部B的结构,通过螺栓进行紧固。在本说明书以及权利要求书中,外壳22是指收容电动机部A的外壳部分与收容减速部B的外壳部分这双方。
电动机部A是径向间隙电动机,具备:固定于壳体22的定子23a;配置在定子23a的内侧的与定子23a隔着径向上的间隙而对置的位置的转子23b;以及连结固定于转子23b的内侧而与转子23b一体旋转的电动机旋转轴24。
中空结构的电动机旋转轴24嵌合固定于转子23b的内径面而一体旋转,并且在电动机部A内,通过滚动轴承36a′将轴向一侧端部(图7的右侧)支承为旋转自如,通过滚动轴承36b′将轴向另一侧端部(图7的左侧)支承为旋转自如。
减速器输入轴25的轴向一侧大致中央部(图7的右侧)旋转自如地支承于滚动轴承37a,并通过滚动轴承37b将轴向另一侧端部(图7的左侧)支承为相对于减速器输出轴28旋转自如。减速器输入轴25在减速部B内具有偏心部25a、25b。为了相互抵消因偏心运动产生的离心力,两个偏心部25a、25b以改变180°相位的方式设置。
电动机旋转轴24与减速器输入轴25通过花键(包括锯齿。以下相同。)嵌合而连结,将电动机部A的驱动力向减速部B传递。该花键嵌合部构成为,即使减速器输入轴25一定程度地倾斜,也抑制对电动机旋转轴24的影响。
减速部B具备:作为公转构件的曲线板26a、26b,其旋转自如地保持于偏心部25a、25b;作为外周卡合构件的多个外销27,其与曲线板26a、26b的外周部卡合;运动转换机构,其将曲线板26a、26b的自转运动向减速器输出轴28传递;以及平衡重29,其位于与偏心部25a、25b相邻的位置。
减速器输出轴28具有凸缘部28a与轴部28b。在凸缘部28a的以减速器输出轴28的旋转轴心为中心的圆周上等间隔地形成有固定内销31的孔。另外,轴部28b通过花键嵌合连结于作为车轮用轴承部C的内侧构件的轮毂32,将减速部B的输出向车轮14传递。减速器输出轴28通过滚动轴承46旋转自如地支承于外销罩60。
如图8所示,曲线板26a在外周部具有由圆外次摆线等次摆线系曲线构成的多个波形,且具有从一侧端面向另一侧端面贯通的多个贯通孔30a和贯通孔30b。贯通孔30a在以曲线板26a的自转轴心为中心的圆周上等间隔地设置有多个,并收容后述的内销31。另外,贯通孔30b设置于曲线板26a的中心,并与偏心部25a嵌合。
曲线板26a通过滚动轴承41而被支承为相对于偏心部25a旋转自如。如图8所示,滚动轴承41是圆柱滚子轴承,具备:与偏心部25a的外径面嵌合且在外径面具有内侧轨道面42a的内圈42;直接形成于曲线板26a的贯通孔30b的内径面的外侧轨道面43;配置在内侧轨道面42a与外侧轨道面43之间的多个圆柱滚子44;以及保持圆柱滚子44的保持器(省略图示)。另外,内圈42具有从内侧轨道面42a的轴向两端部向径向外侧突出的凸缘部。
如图8所示,外销27在以减速器输入轴25的旋转轴心为中心的圆周上等间隔地设置。当曲线板26a、26b进行公转运动时,曲线形状的波形与外销27卡合,从而使曲线板26a、26b产生自转运动。外销27通过滚针轴承27a(参照图7)而被支承为相对于外销壳体60旋转自如。由此,能够减少与曲线板26a、26b之间的接触阻力。
平衡重29(参照图7)呈大致扇形状,具有与减速器输入轴25嵌合的贯通孔,为了消除因曲线板26a、26b的旋转而产生的不平衡惯性力偶,在与各偏心部25a、25b相邻的位置与偏心部25a、25b改变180°相位地配置。
如图7所示,运动转换机构包括:保持于减速器输出轴28的多个内销31和设置于曲线板26a、26b的贯通孔30a。内销31在以减速器输出轴28的旋转轴心为中心的圆周上等间隔地设置(参照图8),其轴向一侧端部固定于减速器输出轴28。另外,为了减少与曲线板26a、26b的摩擦阻力,在曲线板26a、26b的与贯通孔30a的内壁面抵接的位置设置有滚针轴承31a。
在内销31的轴向另一侧端部设置有稳定器31b。稳定器31b包括圆环形状的圆环部31c以及从圆环部31c的内径面沿轴向延伸的圆筒部31d。多个内销31的轴向另一侧端部固定于圆环部31c。从曲线板26a、26b向一部分的内销31施加的载荷经由稳定器31b被所有的内销31支承,因此能够减小作用于内销31的应力,从而提高耐久性。
贯通孔30a设置在与多个内销31分别对应的位置,贯通孔30a的内径尺寸设定为比内销31的外径尺寸(是指“包括滚针轴承31a的最大外径”。以下相同。)大规定尺寸。
根据图9对作用于曲线板26a、26b的载荷的状态进行说明。偏心部25a的轴心O2从减速器输入轴25的轴心O偏心了偏心量e。在偏心部25a的外周安装有曲线板26a,偏心部25a将曲线板26a支承为旋转自如,因此,轴心O2也为曲线板26a的轴心。曲线板26a的外周由波形曲线形成,在周向上等间隔地具有呈径向上凹陷的波形的凹部34。在曲线板26a的周围,以轴心O为中心在周向上配设有多个与凹部34卡合的外销27。
在图9中,当偏心部25a与减速器输入轴25一起在纸面上绕逆时针方向旋转时,偏心部25a进行以轴心O为中心的公转运动,因此曲线板26a的凹部34与外销27沿周向依次抵接。其结果是,如箭头所示,曲线板26a从多个外销27受到载荷Fi,沿顺时针方向自转。
另外,在曲线板26a上以轴心O2为中心而在周向上配设有多个贯通孔30a。与减速器输出轴28结合的内销31穿过各贯通孔30a,该减速器输出轴28与轴心O同轴地配置。贯通孔30a的内径比内销31的外径大规定尺寸,因此内销31不会成为曲线板26a的公转运动的障碍,内销31提取曲线板26a的自转运动而使减速器输出轴28旋转。此时,与减速器输入轴25相比,减速器输出轴28成为高转矩且低转数,如图9中箭头所示那样,曲线板26a从多个内销31受到载荷Fj。上述多个载荷Fi、Fj的合力Fs施加于减速器输入轴25。
合力Fs的方向根据曲线板26a的波形形状、凹部34的数量等几何学的条件、离心力的影响而变化。具体而言,同连结自转轴心O2与轴心O的直线Y成直角且通过自转轴心O2的基准线X与合力Fs所成的角度α大致在30°~60°内变动。
上述的多个载荷Fi、Fj在减速器输入轴25转一圈(360°)的期间,载荷的方向、大小发生变化,其结果是,作用于减速器输入轴25的合力Fs的载荷的方向、大小也发生变动。并且,当减速器输入轴25转一圈时,曲线板26a的波形的凹部34被减速向顺时针方向旋转一个间距,成为图9的状态,重复上述情况。
如图7所示,车轮用轴承部C的车轮用轴承33是多列角接触球轴承,该车轮用轴承33通过直接形成于轮毂32的外径面的内侧轨道面33f和嵌合于外径面的小径台阶部的内圈33a而形成内侧构件,且具备:外圈33b,其嵌合固定于壳体22的内径面;作为滚动体的多个滚珠33c,它们配置在内侧轨道面33f、内圈33a以及外圈33b之间;保持器33d,其保持相邻的滚珠33c的间隔;以及密封构件33e,其对车轮用轴承33的轴向两端部进行密封。
接下来,对润滑机构进行说明。该润滑机构为了冷却电动机部A而提供润滑油并且向减速部B供给润滑油。该润滑机构主要包括:图7所示的润滑油路24a、25c、润滑油供给口24b、25d、25e、25f、润滑油排出口22b、润滑油存积部22d、润滑油路22e、旋转泵51以及循环油路45。在润滑机构内标注的空心箭头表示润滑油的流动方向。
与电动机旋转轴24的润滑油路24a连接的润滑油路25c在减速器输入轴25的内部沿着轴线方向延伸。润滑油供给口25d、25e从润滑油路25c朝向减速器输入轴25的外径面延伸,润滑油供给口25f从减速器输入轴25的轴端部在旋转轴心方向上朝向轴端面延伸。
在减速部B的位置处的壳体22的至少一个部位设置有排出减速部B内部的润滑油的润滑油排出口22b,并且设置有暂时存积所排出的润滑油的润滑油存积部22d。
如图7所示,循环油路45包括:在壳体22的内部沿着轴向延伸的轴向油路45a;与轴向油路45a的轴向一端部(图7的右侧)连接且沿着径向延伸的径向油路45c;以及与轴向油路45a的轴向另一端部(图7的左侧)连接且沿着径向延伸的径向油路45b。
为了强制地使润滑油循环,在与润滑油存积部22d连接的润滑油路22e和循环油路45之间设置有旋转泵51。径向油路45b将从旋转泵51压送的润滑油向轴向油路45a供给,并将润滑油从轴向油路45a经由径向油路45c向润滑油路24a、25c供给。
如图10所示,旋转泵51是摆线泵,具备:利用减速器输出轴28的旋转而进行旋转的内转子52;随着内转子52的旋转而进行从动旋转的外转子53;泵室54;与润滑油路22e连通的吸入口55;以及与循环油路45的径向油路45b连通的排出口56。通过将旋转泵51配置在外壳22内,能够防止作为轮内电动机驱动装置21整体的大型化。
内转子52以旋转中心c1为中心而旋转,另一方面,外转子53以旋转中心c2为中心而旋转。内转子52以及外转子53分别以不同的旋转中心c1、c2为中心而旋转,因此泵室54的容积连续地变化。由此,从吸入口55流入的润滑油从排出口56向径向油路45b压送。
作为电动机部A的冷却,如图7所示,从循环油路45向润滑油路24a回流的润滑油的一部分通过离心力从润滑油供给口24b对转子23b进行冷却,之后,润滑油飞散而对定子23a进行冷却。
作为减速部B的润滑,润滑油路25c的润滑油通过随着减速器输入轴25的旋转产生的离心力以及压力而从润滑油供给口25d、25e向减速部B流出。从润滑油供给口25d流出的润滑油对支承曲线板26a、26b的圆柱滚子轴承41(参照图8)进行润滑,进而通过离心力一边对曲线板26a、26b与内销31抵接的抵接部分以及曲线板26a、26b与外销27抵接的抵接部分等进行润滑,一边向径向外侧移动。从润滑油供给口25e、25f流出的润滑油供给至支承减速器输入轴25的深沟球轴承37a、37b,以及内部的轴承、抵接部分。
到达外壳22的内壁面的润滑油从润滑油排出口22b排出而存积于润滑油存积部22d中。在润滑油排出口22b与旋转泵51之间设置有润滑油存积部22d,因此即便暂时产生未被旋转泵51排尽的润滑油,也能够将该润滑油存积于润滑油存积部22d中。其结果是,能够防止减速部B的转矩损失的增加。另一方面,即便到达润滑油排出口22b的润滑油量较少,旋转泵也能够使存积于润滑油存积部22d中的润滑油向润滑油路24a、25c回流。润滑油通过离心力和重力而移动。由此,优选润滑油存积部22d以位于轮内电动机驱动装置21的下部的方式安装于电动机动车11。
本实施方式的轮内电动机驱动装置21的整体结构如上所述,以下对其特征结构进行说明。
如图7所示,电动机部A在外壳22上固定有定子23a,在定子23a的内侧配置在与定子23a隔着径向上的间隙而对置的位置的转子23b。转子23b嵌合固定于电动机旋转轴24的外侧,与电动机旋转轴24一体地旋转。
电动机旋转轴24在外壳22内的轴向一侧端部(图7的右侧)通过作为滚动轴承的深沟球轴承36a′而被支承为旋转自如,并且在轴向另一侧端部(图7的左侧)通过作为滚动轴承的深沟球轴承36b′而被支承为旋转自如。
在图12中示出将电动机旋转轴24以及转子23b放大后的纵剖面。电动机旋转轴24由SCM415、SCM420等表面硬化钢构成,反复实施了渗碳淬火回火。通过交叉剖面线表示热处理硬化层H。电动机旋转轴24的实施了渗碳淬火回火的表面成为HRC62~66.5的高硬度。另一方面,中心部的硬度为HRC29~38左右。
在电动机旋转轴24的大径外径部61′的供转子23b嵌合的部分,且一侧的端部形成有在轴向上约束转子23b的凸缘部62。凸缘部62的外侧面62a实施了防碳处理,该部分的硬度为HRC29~38左右。对于电动机旋转轴24的大径外径部61′与转子23b的内径部的配合而言,选定考虑了离心力产生的膨胀和热膨胀的过盈量,形成为过盈配合、热压配合。在过盈配合的情况下,一边使电动机旋转轴24的大径外径部61′与转子23b的内径部接触一边压入,大径外径部61′以较高的表面硬度形成,因此能够防止接触部分的磨损。
在将转子23b压入直至与大径外径部61′的凸缘部62抵接后,使独立的夹持构件63与转子23b的另一侧的端部抵接并通过螺栓64紧固固定。这样,转子23b安装于电动机旋转轴24。对于夹持构件63,选定非磁性材料且比重高的材料,以便后述的用于进行不平衡调整的切削加工产生的切粉不会吸附于转子23b。作为夹持构件63的材料,优选奥氏体系不锈钢。
参照图7,电动机旋转轴24如上述那样以15000min-1的程度高速旋转。为了抑制安装有转子23b的电动机旋转轴24的振摆,深沟球轴承36a′、36b′的内圈36a1、36b1与电动机旋转轴24之间的配合设为过渡配合或过盈配合。
深沟球轴承36a′、36b′的内圈36a1、36b1与电动机旋转轴24的轴承安装面65、66(参照图12)之间的配合为过渡配合或过盈配合,但在轴承安装面65、66上形成有热处理硬化层,因此在组装时内圈36a1、36b1不会损伤轴承安装面65、66。
另一方面,深沟球轴承36a′、36b′的外圈36a2、36b2与外壳22之间的配合设为间隙配合。由此,在组装时深沟球轴承36a′、36b′的滚动体不会损伤轨道面,能够避免轴承的寿命缩短。
电动机旋转轴24的中心部具有韧性,因此能够耐受高速旋转时的变形。因此,作为组合低转矩且高速旋转型的电动机和能够得到高减速比的摆线减速器的轮内电动机驱动装置而优选。
在转子23b向电动机旋转轴24的组装结束后,为了抑制转一圈的强迫振动成分,进行不平衡调整。大径外径部61′的凸缘部62的外侧面62a以及夹持构件63的外侧面为平衡修正用的面。其理由为,为了减少用于不平衡调整的切削量,优选尽可能地形成在外径侧,将凸缘部62的外侧面62a以及夹持构件63的外侧面作为平衡修正用面。但是,不限于此,也可以将凸缘部62的外侧面62a与夹持构件63的外侧面的任一方作为平衡修正用面。凸缘部62的外侧面62a实施了防碳处理为低硬度,因此用于不平衡调整的切削加工性良好,加工工序的作业周期时间减少,不平衡调整较为容易,并且能够实现成本降低。夹持构件63的比重较大,因此加工量较少即可,加工工序的作业周期时间减少,不平衡调整较为容易,并且能够实现成本降低。
对于凸缘部62的防碳处理而言,能够通过在外侧面62a涂覆渗碳防止剂的方法、使与外侧面62a面接触的夹具抵接然后进行渗碳处理的方法等适当地的方法来实施。对于渗碳淬火而言,具有针对形状的微小变更的柔软性,并且,容易区分电动机旋转轴24的热处理部位与未进行热处理的部位,在成本方面有利。
为了抑制因深沟球轴承36a′、36b′的外圈36a2、36b2与外壳22之间的配合为间隙配合而产生的电动机旋转轴24的振摆,在本实施方式中,具有图11a以及图11b所示的结构。图11a是将图7中的电动机旋转轴24与减速器输入轴25的花键嵌合部以及支承减速器输入轴25的深沟球轴承36b的周边部分放大后的纵剖视图,图11b是在图11a的P-P线向视观察时的按压构件的主视图。
参照图11a,电动机旋转轴24通过深沟球轴承36b′被旋转自如地支承于外壳22。深沟球轴承36b′的内圈36b1与电动机旋转轴24的轴承安装面66之间的配合为过渡配合或过盈配合,外圈36b2与外壳22的轴承安装面22a之间的配合为间隙配合。外圈36b2的端面被按压构件67按压。如图11b所示,按压构件67为中空圆板,在外径侧设置有供多个螺栓68插入的贯通孔67a。按压构件67的内径侧的施以剖面线的部分是与外圈36b2的端面抵接的抵接部。在将深沟球轴承36b′组装于外壳22的轴承安装面22a后,通过螺栓68将按压构件67紧固于外壳22,按压构件67的侧面的剖面线的部分按压外圈36b2的端面从而将深沟球轴承36b′固定。
电动机旋转轴24通过花键嵌合与减速器输入轴25连结,但减速部B的工作影响该花键嵌合部。图7所示的保持减速部B的外销27的外销壳体60通过具有弹性支承功能的止转机构(省略图示),以浮动状态支承于外壳22。其原因在于,吸收因车辆的转弯、急加速减速等产生的较大的径向载荷、力矩载荷,防止曲线板26a、26b、外销27以及将曲线板26a、26b的偏心摆动运动转换为减速器输出轴28的旋转运动的运动转换机构等各种部件的破损。
在上述的浮动结构的状态下,如上所述,减速器输入轴25从曲线板26a、26b作用有载荷的方向、大小变动的径向载荷、力矩载荷。因此,在存在一定程度的倾斜、错位状态下,电动机旋转轴24与减速器输入轴25在花键嵌合部传递转矩。但是,如上所述,深沟球轴承36b′的外圈36b2与外壳22之间的配合为间隙配合,外圈36b2的端面被按压构件67按压,因此能够抑制因电动机旋转轴24与减速器输入轴25之间产生的直线重合度误差、花键嵌合部的啮合的打齿引起的振动等情况。由于这样的工作状态,因此将被按压构件67按压轴承外圈的端面的轴承设为电动机旋转轴24与减速器输入轴25花键嵌合的一侧(减速部侧端部)的深沟球轴承36b′是有效的。
对于按压构件67而言,作为能够得到组装性以及适当的按压力的构件,优选为板材。若为板材,则能够通过改变板厚而容易地改变按压力,另外,还能够容易地应对按压部的形状变更。并且,板厚优选为0.5~5mm。在板厚为0.5mm以下的情况下,按压力较小,轴承的保持力变小,故而不优选,另一方面,在板厚为5mm以上的情况下,无法实现对于轮内电动机驱动装置的结构要求即轴向的缩短化,并不优选。
此外,支承电动机旋转轴24的深沟球轴承36a′、36b′的轴承内部间隙是电动机旋转轴24的振摆的重要因素之一。因此,在本实施方式中,对深沟球轴承36a′、36b′预先施加载荷(预压),消除轴承内部间隙而使用。
施加预压的方法有定位置预压和定压预压。例如,机械式地进行定位的方法属于定位置预压,使用弹簧要素的方法属于定压预压。在电动机旋转轴24的材质与外壳22的材质不同的情况下,机械式地进行定位的方法存在因热膨胀差而使预压变化的可能性。因此,优选不易受到因热膨胀差产生的轴向位移的变动的影响的定压预压。本实施方式的定压预压优选一般的预压量,在将与深沟球轴承36a′、36b′的内圈36a1、36b1嵌合的电动机旋转轴24的轴径设为d的情况下,将预压量设定为4d~10d〔N〕的范围。作为实现定压预压的机构,如图13所示,使用波形弹簧70。
图13是波形弹簧70的纵剖视图。该波形弹簧70通过将板簧卷绕成螺旋状而形成,在轴向上的中央部具有弯曲成波纹状的弹簧部70a,在两端部具有平坦的座面70b。通过压缩该波形弹簧70而对轴承施加预压。
参照图7,对使用波形弹簧70的一对滚动轴承36、36施加轴向上的定压预压的方法进行说明。作为电动机部A的组装的概要,将定子23a安装固定于后罩71被取下的状态的电动机部A的外壳22的内周的状态下,组装电动机旋转轴24以及支承电动机旋转轴24的深沟球轴承36a′、36b′。需要说明的是,在该组装时,减速部B的外壳22从电动机部A的外壳22分离。首先,将减速器侧的深沟球轴承36b组装于外壳22的轴承安装面22a(参照图11a),通过螺栓68将按压构件67紧固于外壳22从而按压深沟球轴承36b′的外圈36b2的端面。接下来,将安装有转子23b以及旋转传感器72的转子72a的电动机旋转轴24插入轴向另一侧(图7的左侧),压入深沟球轴承36b′的内圈36b1的内径。
之后,将电动机旋转轴24嵌合插入至安装有旋转传感器72的后罩71的轴承安装面71a中,将后罩71组装于外壳22的轴向一侧(图7的右侧)端部。然后,将深沟球轴承36a′插入后罩71的轴承安装面71a与电动机旋转轴24的轴承安装面65之间。此时,电动机旋转轴24的轴承安装面65与深沟球轴承36a′的内圈36a1之间的配合为过渡配合或过盈配合,因此形成压入。
之后,将安装有波形弹簧70的中心塞73嵌合插入于后罩71而固定。压缩波形弹簧70,通过弹力将深沟球轴承36a′的外圈36a1的端面向轴向另一侧(图7的左侧)按压。其结果为,对一对深沟球轴承36a′、36b′施加了预压(定压预压)。由此,能够消除支承电动机旋转轴24的深沟球轴承36a′、36b′的轴承内部间隙,能够抑制电动机旋转轴24的振摆。另外,由于通过波形弹簧70施加定压预压,因此能够抑制因外壳22、电动机旋转轴24等的热膨胀差产生的预压的变化。
在考虑电动机的组装性的情况下,在如本实施方式那样将预压弹簧(波形弹簧70)配置在轴向一侧(图7的右侧),在组装的最终阶段施加预压的组装顺序的情况下,在确认电动机旋转轴24的动作方面优选。相反,在将预压弹簧配置在轴向另一端侧(图7的左侧)的轴承36b′的情况下,在组装时预压弹簧被转子23b遮挡,难以确认是否正常地施加了预压,并不优选。
图14中示出按压构件的变形例。该按压构件67′包括中空圆板的基部74和从该基部74向内径侧突出的多个突出部75。突出部75的内径侧的施以剖面线的部分是与外圈36b2的端面抵接的抵接部。在本变形例的按压构件67′中,多个突出部75分别施加按压力,因对于外圈36b2的端面的随动性优异,施加稳定的按压力。
以上说明的本实施方式的轮内电动机驱动装置21能够与可采用低转矩且高速旋转型的电动机相对应地谋求转一圈的强迫振动成分的抑制,小型、轻量,静肃性优异,并且提高了耐久性。
参照图1、图2、图7以及图8对具有以上结构的第一发明的实施方式以及第二发明的实施方式的轮内电动机驱动装置21的整体的工作原理进行说明。
在电动机部A中,例如受到因向定子23a的线圈供给交流电流而产生的电磁力,从而由永磁铁或者磁性体构成的转子23b旋转。伴随于此,当与电动机旋转轴24连结的减速器输入轴25旋转时,曲线板26a、26b以减速器输入轴25的旋转轴心为中心而进行公转运动。此时,外销27与设置于曲线板26a、26b的外周部的曲线形状的波形卡合,使曲线板26a、26b向与减速器输入轴25的旋转相反的方向进行自转旋转。
穿过贯通孔30a的内销31随着曲线板26a、26b的自转运动而与贯通孔30a的内壁面抵接。由此,曲线板26a、26b的公转运动不向内销31传递,仅曲线板26a、26b的自转运动经由减速器输出轴28向车轮用轴承部C传递。此时,减速器输入轴25的旋转通过减速部B被减速而向减速器输出轴28传递,因此即使在采用低转矩、高速旋转型的电动机部A的情况下,也能够向驱动轮(后轮)14传递所需的转矩。
在将外销27的数量设为ZA,将设置于曲线板26a、26b的外周部的波形的数量设为ZB时,上述结构的减速部B的减速比通过(ZA-ZB)/ZB来计算。在图2以及图8所示的实施方式中,ZA=12,ZB=11,因此能够得到减速比为1/11的非常大的减速比。
这样,通过采用能够在不采用多级结构的情况下获得大减速比的减速部B,能够得到小型且高减速比的轮内电动机驱动装置21。另外,在外销27以及内销31上设置有滚动轴承(滚针轴承)27a、61、31a,从而曲线板26a、26b与外销27以及内销31之间的摩擦阻力减小,因此减速部B的传递效率提高。
通过以上的结构,能够实现轻量、小型、并且静肃性(NVH特性)以及耐久性优异的轮内电动机驱动装置21。因此,若将本实施方式的轮内电动机装置21搭载于电动机动车11,则能够抑制非簧载质量。其结果是,能够实现行驶稳定性以及NVH特性优异的电动机动车11。
以上,对第一发明以及第二发明构成的本发明的实施方式的轮内电动机驱动装置21进行了说明,但轮内电动机驱动装置21能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变更。
例如,在以上说明的实施方式中,示出了将润滑油供给口24b设置于电动机旋转轴24,将润滑油供给口25e设置于滚动轴承37a的附近,将润滑油供给口25d设置于偏心部25a、25b,将润滑油供给口25f设置于减速器输入轴25的轴端的例子,但不限于此,能够设置在电动机旋转轴24、减速器输入轴25的任意位置。
另外,以上,作为旋转泵51示出了摆线泵的例子,但不限于此,能够采用利用减速器输出轴28的旋转进行驱动的所谓的旋转型泵。此外,也可以省略旋转泵51,仅通过离心力而使润滑油循环。
另外,虽然示出了将减速部B的曲线板26a、26b改变180°相位而设置两个的例子,但该曲线板的个数可以任意地设定,例如,在设置三个曲线板的情况下,可以改变120°相位而设置。
另外,以上,通过固定于减速器输出轴28的内销31以及设置于曲线板26a、26b的贯通孔30a构成运动转换机构,但运动转换机构可以为将减速部B的旋转向轮毂32传递的任意的结构。例如,也可以由固定于曲线板的内销与形成于减速器输出轴的孔构成运动转换机构。
实施方式的动作的说明着眼于各构件的旋转而进行,实际上包括转矩在内的动力从电动机部A向后轮14传递。因此,如上述那样被减速的动力成为转换为高转矩的动力。
另外,示出了向电动机部A供给电力而驱动电动机部,将来自电动机部A的动力向后轮14传递的情况,但也可以与之相反,在车辆减速或者下坡时,将来自后轮14侧的动力通过减速部B转换为高速旋转低转矩的旋转而向电动机部A传递,通过电动机部A进行发电。并且,这里发出的电力可以存储于蓄电池中,之后作为驱动电动机部A、或者车辆所具备的其他电动设备等的动作用电力而使用。
另外,也可以在轮内电动机驱动装置21中追加制动器。例如,可以在图1以及图7的结构中,可以采用驻车制动器,在使壳体22沿轴向延长而在转子23b的车宽方向内侧形成空间,若在该空间配置有与转子23b一体地旋转的旋转构件、在壳体22中无法旋转且能够沿轴向移动的活塞、以及使该活塞动作的工作缸,则在车辆停止时,通过活塞与旋转构件将转子23b锁定。另外,制动器可以采用盘式制动器,该盘式制动器通过设置于壳体22侧的工作缸,夹持在上述旋转构件的一部分形成的凸缘和在壳体22侧设置的摩擦板,也可以采用鼓式制动器,该鼓式制动器在该旋转构件的一部分处形成有鼓,并且将制动蹄固定于壳体22侧,通过摩擦卡合以及自啮合作用而将旋转构件锁定。
另外,以上,应用了电动机部A采用径向间隙电动机的结构,但也能够适当应用于电动机部A采用使定子与转子隔着轴向上的间隙对置的轴向间隙电动机的情况。
此外,本发明的轮内电动机驱动装置不仅能够应用于将后轮14设为驱动轮的后轮驱动类型的电动机动车11,也能够应用于将前轮13设为驱动轮的前轮驱动类型的电动机动车、将前轮13以及后轮14设为驱动轮的四轮驱动类型的电动机动车。需要说明的是,在本说明书中,“电动机动车”包括通过电力得到驱动力的全部的机动车的概念,例如混合动力车等。
本发明不受上述的实施方式任何限定,无需言及在不脱离本发明的主旨的范围内,还能够以各种方式实施,本发明的范围由权利请求的范围示出,并且包括与权利请求的范围等同的含义以及范围内的全部变更。
附图标记说明:
11电动机动车,12底盘,12a车轮罩,12b悬架装置,13前轮,14后轮,21轮内电动机驱动装置,22外壳,22a轴承安装面,22b润滑油排出口,22d润滑油存积部,22e润滑油路,23a定子,23b转子,24电动机旋转轴,25减速器输入轴,25a偏心部,25b偏心部,25c润滑油路,25d润滑油供给口,25e润滑油供给口,26a曲线板,26b曲线板,27外销,27a滚针轴承,28减速器输出轴,29平衡重,30b贯通孔,31内销,31a滚针轴承,31b稳定器,31c圆环部,31d圆筒部,32轮毂,33车轮用轴承,33a内圈,33b外圈,33c滚珠,33d保持器,33e密封构件,33f内侧轨道面,36a外圈,36a′滚动轴承,36b内圈,36b′滚动轴承,36c滚珠(滚动体),37a滚动轴承,37b滚动轴承,41滚动轴承,42内圈,43外侧轨道面,44圆柱滚子,45循环油路,45a轴向油路,45b径向油路,45c径向油路,46滚动轴承,51旋转泵,52内转子,53外转子,54泵室,55吸入口,56排出口,60外销罩,61滚动轴承,61′大径外径部,62凸缘部,62a外侧面,63夹持构件,65轴承安装面,66轴承安装面,67按压构件,67′按压构件,68螺栓,70波形弹簧,A电动机部,B减速部,C车轮用轴承部,H热处理硬化层,δ组装前的径向内部间隙。
Claims (11)
1.一种轮内电动机驱动装置,其具备保持电动机部、减速部以及车轮用轴承部的外壳,
所述电动机部具有:
固定于所述外壳的定子;
经由滚动轴承旋转自如地支承于所述外壳的电动机旋转轴;以及
安装于该电动机旋转轴上的转子,
所述减速部具有:
通过所述电动机旋转轴被驱动而旋转的减速器输入轴;以及
将减速后的所述减速器输入轴的旋转向所述车轮用轴承部传递的减速器输出轴,
所述轮内电动机驱动装置的特征在于,
所述滚动轴承的组装前的径向内部间隙为8μm~25μm,
所述滚动轴承上施加有轴向上的定压预压。
2.根据权利要求1所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
所述轴向上的定压预压通过能够在轴向上弹性变形的弹性构件来施加。
3.根据权利要求1或2所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
构成所述滚动轴承的滚动体为陶瓷滚珠。
4.根据权利要求1或2所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
构成所述滚动轴承的保持器为树脂制。
5.根据权利要求1或2所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
所述轮内电动机驱动装置还具有向所述电动机部供给润滑油的润滑机构。
6.根据权利要求1或2所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
所述减速部具备:
所述减速器输入轴;
旋转自如地保持于该减速器输入轴的偏心部的公转构件,所述公转构件随着所述减速器输入轴的旋转而以所述减速器输入轴的旋转轴心为中心进行公转运动;
与该公转构件的外周部卡合而使所述公转构件产生自转运动的外周卡合构件;以及
将所述公转构件的自转运动转换为以所述减速器输入轴的旋转轴心为中心的旋转运动并向所述减速器输出轴传递的运动转换机构。
7.一种轮内电动机驱动装置,其具备电动机部、减速部、车轮用轴承部以及外壳,
所述电动机部包括:
固定于所述外壳的定子;
经由多个滚动轴承旋转自如地支承于所述外壳的电动机旋转轴;以及
安装于该电动机旋转轴上的转子,
所述电动机部的所述电动机旋转轴驱动所述减速部的减速器输入轴旋转,使该减速器输入轴的旋转减速而向减速器输出轴传递,所述车轮用轴承部与所述减速器输出轴连结,
所述轮内电动机驱动装置的特征在于,
所述电动机旋转轴经由多个滚动轴承而旋转自如地支承于所述外壳,所述电动机旋转轴与支承所述电动机旋转轴的滚动轴承之间的配合为过渡配合或过盈配合,并且,
所述滚动轴承与所述外壳之间的配合为间隙配合,
所述滚动轴承上施加有轴向上的定压预压。
8.根据权利要求7所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
所述电动机旋转轴经由一对滚动轴承而被双支承,所述滚动轴承的任一方通过使固定于所述外壳的按压构件的侧面与轴承外圈的端面抵接而被固定。
9.根据权利要求8所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
被所述按压构件固定的滚动轴承为支承所述电动机旋转轴的减速部侧端部的轴承。
10.根据权利要求8或9所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
所述按压构件为中空圆板。
11.根据权利要求8或9所述的轮内电动机驱动装置,其特征在于,
所述按压构件包括中空圆板的基部和从该基部向内径侧突出的多个抵接部。
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